水環(huán)境檢測(cè)中離子色譜技術(shù)的應(yīng)用

張玉龍，蔡二儉，李曉昱

（河南省周口水文水資源勘測(cè)局，河南 周口 466000）

近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的提出和實(shí)施、國家對(duì)污染治理的重視以及采取的種種措施[1]，使水環(huán)境檢測(cè)工作變得越來越重要。應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)可以幫助相關(guān)部門清楚地了解水環(huán)境的具體情況，從而確保水環(huán)境管理方法的有效性。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中存在著很多不足，比如，檢測(cè)結(jié)果的可靠性不足、準(zhǔn)確度不夠且效率低。在現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)下，一些先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，如離子色譜技術(shù)，該技術(shù)不僅檢測(cè)流程簡單且成本偏低，所獲得的檢測(cè)結(jié)果也可以用于治理方法和技術(shù)的選擇。

1 離子色譜技術(shù)的簡要介紹

1.1 離子色譜技術(shù)的原理

離子色譜技術(shù)在很早就開始出現(xiàn)，但在水環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用是從上世紀(jì)七十年代開始的，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)應(yīng)用條件下，該技術(shù)是經(jīng)過離子樹脂交換，使離子得以有效分離，且通過配備專門的監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以在檢測(cè)過程中對(duì)流出物的電導(dǎo)變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從而充分掌握流出物的電學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征，并依據(jù)對(duì)這些情況的掌握來分析該水質(zhì)是否出現(xiàn)了污染，如果存在污染情況，污染物的種類和污染程度等[2]。由于離子色譜技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中應(yīng)用越來越多，也廣受人們青睞，專業(yè)的檢測(cè)人員可以利用該技術(shù)監(jiān)測(cè)水體中各類離子的含量。在多年的實(shí)踐中，離子色譜技術(shù)的應(yīng)用已愈發(fā)成熟，表現(xiàn)出明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，給未來的推廣應(yīng)用提供了更多的可能性。

1.2 離子色譜技術(shù)的主要特點(diǎn)

基于離子色譜技術(shù)的原理，在水環(huán)境檢測(cè)中呈現(xiàn)出其獨(dú)特性。首先，對(duì)水體中的離子有著極高的選擇性，即使在檢測(cè)工作中是對(duì)復(fù)雜樣品的離子成分進(jìn)行分析，也可直接通過離子色譜技術(shù)達(dá)到分離效果。通過離子色譜法與雙柱技術(shù)法的高效結(jié)合，可以顯著提升離子分離的速率，分離效果十分理想。其次，在利用離子色譜分析技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境的檢測(cè)和分析時(shí)，對(duì)水樣并沒有嚴(yán)格的規(guī)定，這一檢測(cè)技術(shù)的靈敏度偏高，使用壽命較長，所獲得檢測(cè)結(jié)果的可靠性和有效性較高。目前離子色譜技術(shù)主要包含了離子交換色譜、離子排斥色譜和離子對(duì)色譜，其中，應(yīng)用離子交換色譜技術(shù)時(shí)，主要是以各種不同離子之間的相互作用力來實(shí)現(xiàn)對(duì)陰陽離子的全面分離；離子排斥色譜技術(shù)的離子分離是由固定相和溶質(zhì)之間的非離子性作用來完成的，目前醇類、糖類、氨基酸和有機(jī)弱酸等，都是利用離子排斥色譜技術(shù)來達(dá)到分離目標(biāo)的；離子對(duì)色譜技術(shù)是根據(jù)吸附和分離的選擇特性，基于對(duì)流動(dòng)相整體性能的考慮，來實(shí)現(xiàn)離子分離，表面活性陽離子、金屬絡(luò)合物的分離，更適合采用這種技術(shù)[2]。

1.3 離子色譜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

離子色譜技術(shù)是水環(huán)境檢測(cè)中一種比較先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，在具體應(yīng)用過程中，有著多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下方面：（1）傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，因?yàn)榇嬖诩夹g(shù)上的限制，在檢測(cè)時(shí)只能夠完成對(duì)某一特定元素的實(shí)時(shí)檢測(cè)與分析，檢測(cè)工作耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力，且檢測(cè)結(jié)果容易受到其他因素的干擾。而離子色譜技術(shù)的檢測(cè)效率高、時(shí)間消耗短，完全可以在幾分鐘內(nèi)就完成相應(yīng)的檢測(cè)任務(wù)，且檢測(cè)時(shí)受到各種因素的影響較小，檢測(cè)精度能夠得到有效的保障[3]。（2）靈敏度高，經(jīng)由雙柱技術(shù)的使用，離子色譜技術(shù)的靈敏度同樣是常規(guī)檢測(cè)技術(shù)所無法比擬的，整個(gè)檢測(cè)工作進(jìn)行時(shí)的時(shí)間消耗相對(duì)較短。（3）選擇性強(qiáng)，得益于目前離子色譜檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多檢測(cè)設(shè)備和固定相，這些都可以被應(yīng)用到水環(huán)境檢測(cè)的工作中，使整個(gè)的檢測(cè)流程變少。

2 離子色譜技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中的具體運(yùn)用

2.1 離子色譜技術(shù)的整體運(yùn)用環(huán)境

離子色譜技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中有著廣泛的應(yīng)用，比如，河流、湖泊和海洋等自然水體、工業(yè)污水和城市生活污水等。具體的檢測(cè)工作開展是為了判定被檢測(cè)水體是否與當(dāng)下的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)相一致，是否符合用水安全標(biāo)準(zhǔn)。通過離子色譜技術(shù)的科學(xué)使用，相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和人員可以清晰地掌握水體中有機(jī)酸、陰陽離子等的含量。

2.2 檢測(cè)水環(huán)境當(dāng)中的無機(jī)陰陽離子

隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，生活污水和工業(yè)廢水總量逐年增加，水環(huán)境污染形勢(shì)嚴(yán)峻無論是城市發(fā)展步伐的加快，人們用水量的增加，還是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大造成的用水量增加，例如，工業(yè)生產(chǎn)中的許多生產(chǎn)過程都伴隨著極其嚴(yán)重的廢水排放等。事實(shí)上，因?yàn)樗w的性質(zhì)特殊，即使在水體中存在有一定的有害物質(zhì)，也很難直接用肉眼觀測(cè)到，往往需借助專業(yè)的檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備，才能夠掌握水體中的有害物質(zhì)含量、污染程度和類型[4]。離子色譜技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用，可以準(zhǔn)確地檢測(cè)到水體中陰陽離子的情況?，F(xiàn)階段，檢測(cè)水環(huán)境中陰陽離子的離子色譜技術(shù)也十分先進(jìn)，在工業(yè)污水和自來水檢測(cè)中，一般都會(huì)使用離子色譜技術(shù)。在檢測(cè)水體中的陰陽離子時(shí)，如果采用的是離子色譜技術(shù)，專業(yè)技術(shù)人員可以通過檢測(cè)水樣中的鹵素陰離子和硫酸根，發(fā)現(xiàn)其中的陰離子。在檢測(cè)無機(jī)陽離子和陰離子時(shí)，離子交換柱的使用十分關(guān)鍵，可以在樣本中放置提前配制好的水溶液，準(zhǔn)確測(cè)量該水溶液中的硫酸根離子濃度，并結(jié)合其濃度數(shù)值來判定水質(zhì)情況。

2.3 檢測(cè)水環(huán)境中的有機(jī)酸和有機(jī)堿

水中物質(zhì)組成復(fù)雜，使水環(huán)境檢測(cè)成為一個(gè)重大的技術(shù)難題。水體中含有的有機(jī)生物，有機(jī)酸和有機(jī)堿是水環(huán)境檢測(cè)的重點(diǎn)，因?yàn)橛袡C(jī)酸堿的取代基中包含了多種控酸和多基酸，使整個(gè)水環(huán)境檢測(cè)工作無法通過特定的反應(yīng)來進(jìn)行氣體的揮發(fā)，很難直接利用氣相色譜技術(shù)來進(jìn)行分析和檢測(cè)[5]。而離子色譜技術(shù)的出現(xiàn)恰好可以解決這一技術(shù)問題，整個(gè)的檢測(cè)流程簡單且結(jié)果可靠性高。

2.4 利用物理性質(zhì)進(jìn)行水環(huán)境檢測(cè)

在利用離子色譜技術(shù)開展水環(huán)境檢測(cè)的過程中，除了可以使用一些化學(xué)的檢測(cè)方式，還可以直接利用相應(yīng)的物理性質(zhì)來開展檢測(cè)。通常情況下，在離子色譜技術(shù)中利用物理性質(zhì)開展檢測(cè)工作時(shí)，可以采取以下的方式：安裝電導(dǎo)檢測(cè)器開展檢測(cè)；安裝安倍檢測(cè)器開展檢測(cè)。首先，安裝電導(dǎo)檢測(cè)器時(shí)，需在特定的樣本內(nèi)安裝，安裝作業(yè)結(jié)束以后由專業(yè)人員來負(fù)責(zé)對(duì)儀器設(shè)備上的電導(dǎo)率加以分析，根據(jù)這一情況來判定水樣中的物質(zhì)構(gòu)成。其次，在檢測(cè)器安裝結(jié)束以后，主要是以水體中的氧化還原反應(yīng)來進(jìn)行相應(yīng)的判定。

3 結(jié)語

現(xiàn)階段的水環(huán)境工作中，檢測(cè)工作尤為重要.為提高檢測(cè)效率和結(jié)果的可靠性，可以采用離子色譜檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常突出，可以有效地獲取水環(huán)境中污染物的種類、組成和污染程度，從而輔助水環(huán)境的恢復(fù)和治理。